Relaxed targeting rules은 PIWI proteins이 transposons을 silence시키는 데 도움이 됩니다.
Abstract
진핵생물에서는 small interfering RNA 및 microRNAs와 같은 small RNA 가이드가 유전자 발현을 조절하고 외부 위협으로부터 게놈을 방어하기 위해 AGO-clade Argonaute proteins을 지시합니다. 동물만이 second clade of Argonaute proteins인 PIWI protein을 만듭니다. PIWI proteins은 PIWI-interacting RNA(piRNA)를 사용하여 complementary transposon transcripts를 억제합니다. 이론적으로 transposons은 piRNA complementarity을 감소시키는 target site mutations을 통해 침묵을 피할 수 있습니다.
여기서 우리는 AGO proteins과 달리 PIWI proteins이 piRNA guides에 부분적으로만 짝을 이루는 transcripts를 효율적으로 절단한다는 것을 보고합니다. mouse and sponge PIWI proteins에 의한 target binding and cleavage에 대한 조사 결과, PIWI slicing은 scissile phosphate을 포함한 any target nucleotide에 대한 불일치를 허용하는 것으로 나타났습니다. scissile bond를 지나 any target nucleotide에 이르기까지 uninterrupted target pairing이 필요한 식물 및 동물 AGO와 달리, PIWI binding or cleavage에는 canonical seed pairing조차 필요하지 않습니다. 따라서 PIWI proteins은 새로운 small RNA 가이드에 의존하지 않고도 새로 획득하거나 빠르게 분열하는 endogenous transposons을 표적으로 삼을 수 있는 능력이 AGO proteins보다 우수합니다. 반대로, PIWI slicing에 대한 최소 요구 사항은 host RNA의 의도치 않은 silencing을 피하기에 충분합니다. 우리의 연구 결과는 transposons으로부터 게놈을 방어하는 데 있어 AGO proteins에 비해 PIWI의 생물학적 이점을 입증하고, 동물 진화에서 piRNA 경로가 유지된 이유에 대한 설명을 제시합니다.